海水淡化和制鹽一體化裝置本申請(qǐng)為中國(guó)申請(qǐng)日2015年01月13日，申請(qǐng)?zhí)枮?015100150200，名稱為“海水淡化和制鹽一體化的方法及裝置”的分案申請(qǐng)。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種水處理裝置，特別是一種海水淡化和制鹽的方法及裝置。

背景技術(shù)：
淡水資源匱乏、能源緊缺和環(huán)境危機(jī)是我國(guó)目前面臨的三大問(wèn)題。將海水進(jìn)行淡化和制鹽綜合利用，能有效緩解淡水資源緊缺問(wèn)題，能避免濃海水直接排放，而且還有利于降低能耗和綜合成本。盡管如此，目前進(jìn)行海水淡化和制鹽綜合利用的能耗及成本仍然很高，嚴(yán)重制約了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。2001年1月《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)》第1期第32卷“脈動(dòng)氣流的噴霧干燥”文獻(xiàn)記載，高溫、高頻振蕩氣流下的噴霧干燥比傳統(tǒng)噴霧干燥的蒸發(fā)速率提高25倍以上，除此之外，脈動(dòng)蒸發(fā)干燥還具有節(jié)能、設(shè)備成本低、改善環(huán)境污染現(xiàn)狀等優(yōu)點(diǎn)，因此，為了提高制鹽的效率，將淡化后的濃海水噴霧到脈動(dòng)的熱氣流中，是當(dāng)前性價(jià)比較高的先進(jìn)制鹽技術(shù)。雖然上述“脈動(dòng)氣流的噴霧干燥”中也公開(kāi)了“一種脈動(dòng)燃燒裝置”，該裝置可以產(chǎn)生脈動(dòng)的熱氣流，但該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，性能不穩(wěn)定，不能被應(yīng)用于海水淡化制鹽中。目前海水淡化、制鹽的脈動(dòng)熱氣流產(chǎn)生方法為：由送風(fēng)機(jī)產(chǎn)生穩(wěn)定的空氣流，空氣流經(jīng)過(guò)加熱形成穩(wěn)定的熱氣流，穩(wěn)定的熱氣流再通過(guò)脈動(dòng)泵產(chǎn)生脈動(dòng)的熱氣流，這種脈動(dòng)的熱氣流的生產(chǎn)方式需要用到脈動(dòng)泵，脈動(dòng)泵的耗能較高，導(dǎo)致系統(tǒng)的能耗居高不下。另外，目前的海水淡化主要采用反滲透膜技術(shù)，反滲透膜技術(shù)需要5.0MPa～6.0MPa的高壓海水，目前較為理想的海水升壓設(shè)備為柱塞式增壓裝置，柱塞式增壓裝置主要由活塞、活塞桿、泵缸、泵閥、曲柄連桿等構(gòu)成，工作原理是活塞在外力作用下做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由此改變工作腔內(nèi)的容積和壓強(qiáng)，在工作腔內(nèi)形成負(fù)壓，則貯槽內(nèi)液體經(jīng)吸入閥進(jìn)入工作腔內(nèi)，當(dāng)柱塞往復(fù)的運(yùn)動(dòng)打開(kāi)和關(guān)閉吸入、壓出閥門時(shí)，工作腔內(nèi)的液體受到擠壓，壓力增大，由排出閥排出達(dá)到輸送液體的目的。由于柱塞式增壓裝置活塞在移動(dòng)過(guò)程中，其速度不斷的變化，造成柱塞式增壓裝置出水口的水壓是脈動(dòng)的，而脈動(dòng)的高壓水會(huì)嚴(yán)重縮短反滲透膜的使用壽命和影響淡水產(chǎn)品的質(zhì)量，所以不能直接進(jìn)入反滲透膜組件。因此，目前的柱塞式增壓裝置的出水口后需要增加穩(wěn)壓裝置，以保證達(dá)到反滲透膜內(nèi)的水壓穩(wěn)定。目前常用的穩(wěn)壓裝置有減壓閥、緩沖罐和蓄能器等，這些穩(wěn)壓過(guò)程要消耗很多能量，不僅如此，穩(wěn)壓裝置還導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備投入成本和占地面積增加。綜上所述，目前的海水淡化和制鹽設(shè)備中，存在用于穩(wěn)定柱塞式增壓裝置出水口水壓的穩(wěn)壓裝置和用于產(chǎn)生脈動(dòng)熱氣流的脈動(dòng)泵，導(dǎo)致目前的海水淡化和制鹽過(guò)程能量消耗大、設(shè)備投入多并且成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種能量利用和轉(zhuǎn)化效率高，運(yùn)行成本降低，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和應(yīng)用價(jià)值的海水淡化和制鹽一體化的方法及裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種海水淡化和制鹽一體化的方法，該方法為：從大海中抽取的海水經(jīng)過(guò)柱塞式增壓裝置轉(zhuǎn)化為脈動(dòng)的高壓海水，脈動(dòng)的高壓海水和穩(wěn)定的熱氣流在脈動(dòng)能交換裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)能量交換，轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的高壓海水和脈動(dòng)的熱氣流，穩(wěn)壓后的高壓海水經(jīng)過(guò)反滲透膜組件制取淡水，從反滲透膜組件排出的高壓濃海水噴霧到脈動(dòng)的熱氣流中蒸發(fā)結(jié)晶制鹽。作為對(duì)上述方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述從反滲透膜組件排出的高壓濃海水與從大海中抽取的海水在余能回收裝置中實(shí)現(xiàn)能量交換，從余能回收裝置中排出的次高壓海水經(jīng)過(guò)增壓泵增壓后，與從脈動(dòng)能交換裝置排出的高壓海水匯流進(jìn)入反滲透膜組件，從余能回收裝置中排出的低壓濃海水噴霧到脈動(dòng)的熱氣流中蒸發(fā)結(jié)晶制鹽。一種采用上述方法的海水淡化和制鹽裝置，該裝置包括給水泵、柱塞式增壓裝置、脈動(dòng)能交換器、送風(fēng)機(jī)、加熱器、噴霧結(jié)晶制鹽裝置、反滲透膜組件、余能回收裝置和增壓泵；所述給水泵的進(jìn)水端與大海中的海水連通，所述給水泵的出水端分兩路，其中一路依次經(jīng)過(guò)柱塞式增壓裝置、脈動(dòng)能交換器產(chǎn)生穩(wěn)定的高壓海水，另外一路依次經(jīng)過(guò)余能回收裝置、增壓泵，與從脈動(dòng)能交換器排出的高壓海水匯合進(jìn)入反滲透膜組件制取淡水，從所述反滲透膜組件排出的高壓濃海水經(jīng)過(guò)余能回收裝置產(chǎn)生低壓濃海水，低壓濃海水進(jìn)入所述噴霧結(jié)晶制鹽裝置中，從所述送風(fēng)機(jī)排出的穩(wěn)定氣流依次經(jīng)過(guò)加熱器、脈動(dòng)能交換器產(chǎn)生脈動(dòng)的熱氣流進(jìn)入所述噴霧結(jié)晶制鹽裝置中，所述低壓濃海水和脈動(dòng)的熱氣流在噴霧結(jié)晶制鹽裝置中混合蒸發(fā)結(jié)晶制鹽。所述脈動(dòng)能交換器包括相互隔離的熱氣流通道和高壓海水通道，所述熱氣流通道內(nèi)設(shè)置有網(wǎng)狀的支撐套，所述支撐套內(nèi)設(shè)置有由彈性材料制成的換壓囊，所述換壓囊設(shè)置有與所述高壓海水通道連通的進(jìn)水口。所述脈動(dòng)能交換器包括相互隔離的熱氣流通道和高壓海水通道，所述熱氣流通道位于所述高壓海水通道的正上方，所述熱氣流通道的下側(cè)設(shè)置有活塞口，所述高壓海水通道的上側(cè)設(shè)置有換壓室，所述換壓室內(nèi)安裝有可伸入所述活塞口內(nèi)的活塞閥。所述活塞口處設(shè)置有彈性的密封膜。所述活塞閥上安裝有配重塊。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明將柱塞式增壓裝置產(chǎn)生的脈動(dòng)高壓海水的脈動(dòng)能量通過(guò)脈動(dòng)能交換裝置傳遞到穩(wěn)定的熱氣流，形成穩(wěn)定的高壓海水和脈動(dòng)的熱氣流，省略了目前海水淡化中的穩(wěn)壓裝置和制鹽設(shè)備中的脈動(dòng)泵，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減少了設(shè)備的投入及占地面積，節(jié)約了能源，高壓海水的脈動(dòng)能直接傳遞到穩(wěn)定的熱氣流中形成脈動(dòng)的熱氣流，脈動(dòng)能交換裝置既代替了穩(wěn)壓裝置，又能產(chǎn)生脈動(dòng)的熱氣流而不需要額外消耗能量，使原來(lái)有害的脈動(dòng)能得到了充分的利用，達(dá)到了雙向節(jié)能、降低成本的目的，使綜合能耗和成本大幅降低，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和應(yīng)用價(jià)值。附圖說(shuō)明下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是脈動(dòng)能交換器的第一種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是脈動(dòng)能交換器的第二種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式一種海水淡化和制鹽一體化的方法，該方法為：從大海中抽取的海水經(jīng)過(guò)柱塞式增壓裝置轉(zhuǎn)化為脈動(dòng)的高壓海水，脈動(dòng)的高壓海水和穩(wěn)定的熱氣流在脈動(dòng)能交換裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)能量交換，轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的高壓海水和脈動(dòng)的熱氣流，穩(wěn)壓后的高壓海水經(jīng)過(guò)反滲透膜組件制取淡水，從反滲透膜組件排出的高壓濃海水噴霧到脈動(dòng)的熱氣流中蒸發(fā)結(jié)晶制鹽。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述從反滲透膜組件排出的高壓濃海水與從大海中抽取的海水在余能回收裝置中實(shí)現(xiàn)能量交換，從余能回收裝置中排出的次高壓海水經(jīng)過(guò)增壓泵增壓后，與從脈動(dòng)能交換裝置排出的高壓海水匯流進(jìn)入反滲透膜組件，從余能回收裝置中排出的低壓濃海水噴霧到脈動(dòng)的熱氣流中蒸發(fā)結(jié)晶制鹽。參照?qǐng)D1，一種采用上述方法的海水淡化和制鹽裝置，包括給水泵12、柱塞式增壓裝置15、脈動(dòng)能交換器3、送風(fēng)機(jī)1、加熱器2、噴霧結(jié)晶制鹽裝置4、反滲透膜組件7、余能回收裝置8和增壓泵9。所述給水泵12的進(jìn)水端與大海14中的海水連通，所述給水泵12的出水端分兩路，其中一路依次經(jīng)過(guò)柱塞式增壓裝置15、脈動(dòng)能交換器3產(chǎn)生穩(wěn)定的高壓海水，另外一路依次經(jīng)過(guò)余能回收裝置8、增壓泵9與從脈動(dòng)能交換器3排出的高壓海水匯合進(jìn)入反滲透膜組件7制取淡水，制取的淡水流入淡水箱6中儲(chǔ)存，從所述反滲透膜組件7排出的高壓濃海水經(jīng)過(guò)余能回收裝置8產(chǎn)生低壓濃海水，低壓濃海通過(guò)管道接入所述噴霧結(jié)晶制鹽裝置4中，從所述送風(fēng)機(jī)1排出的穩(wěn)定氣流依次經(jīng)過(guò)加熱器2、脈動(dòng)能交換器3產(chǎn)生脈動(dòng)的熱氣流進(jìn)入所述噴霧結(jié)晶制鹽裝置4中，所述低壓濃海水和脈動(dòng)的熱氣流在噴霧結(jié)晶制鹽裝置4中混合蒸發(fā)結(jié)晶制鹽。所述柱塞式增壓裝置15、給水泵12、增壓泵9的動(dòng)力可以來(lái)自于電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)從外電網(wǎng)汲取工作電源，也可以如專利號(hào)為201010581552.8的專利文件所公開(kāi)的技術(shù)方案，利用潮汐能及水輪機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力，帶動(dòng)柱塞式增壓裝置15、給水泵12、增壓泵9工作。為了保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備，所述給水泵12的出水口處可以設(shè)置海水預(yù)處理器11，并在海水預(yù)處理器11的兩路輸出管道中設(shè)置第一節(jié)流閥10和第二節(jié)流閥13。海水預(yù)處理器11主...